Магнитоупругие колебания в ферромагнетике кубической симметрии

Abstract

Изложены результаты по исследованию влияния магнитоупругого взаимодействия на свойства ферромагнетиков кубической симметрии. Рассчитаны законы дисперсии связанных магнитоупругих волн для всех основных состояний ферромагнетика кубической симметрии. Показано, что коэффициент магнитоупругого взаимодействия зависит как от направления магнитного момента ферромагнетика и направления внешнего магнитного поля, так и от направления волнового вектора коллективных колебаний. На основе полученных результатов сделаны количественные расчеты дисперсионных зависимостей для сплава с эффектом памяти формы NiMnGa. Рассмотрены особенности магнитоупругого взаимодействия, обусловленные мартенситными фазовыми переходами, при которых один из модулей упругости становится аномально малым. Полученные расчеты показывают, что уменьшение упругих модулей кристалла приводит к заметному росту магнитоупругого взаимодействия. Показано также, что наличие магнитоупругого взаимодействия приводит к уменьшению экспериментально полученных значений упругих модулей.

Подано результати по дослідженню впливу магнітопружної взаємодії на властивості феромагнетиків кубічної симетрії. Розраховано закони дисперсії пов’язаних магнітопружних хвиль для усіх основних станів феромагнетика кубічної симетрії. Показано, що коефіцієнт магнітопружної взаємодії залежить як від напряму магнітного моменту феромагнетика і напряму зовнішнього магнітного поля, так і від напряму хвильового вектору колективних коливань. На основі отриманих результатів зроблено кількісні розрахунки дисперсійних залежностей для сплаву з ефектом пам’яті форми NiMnGa. Розглянуто особливості магнітопружної взаємодії, які обумовлені мартенситними фазовими переходами, при яких один з модулів пружності стає аномально малим. Отримані розрахунки показують, що зменшення пружних модулів кристала призводить до помітного зростання магнітопружної взаємодії. Показано також, що наявність магнітопружної взаємодії призводить до зменшення експериментально отриманих значень пружних модулів.

This is a study of the influence of magnetoelastic interactions on the properties of ferromagnets with cubic symmetry. The dispersion relations for coupled magnetoelastic waves are calculated for all the ground states of a ferromagnet with cubic symmetry. It is shown that the magnetoelastic interaction coefficient depends on the directions of the magnetic moment of the ferromagnet and the external magnetic field, as well as on the direction of the wave vector of the collective oscillations. These results are used as the basis for quantitative calculations of the dispersion relations for an NiMnGa alloy with shape memory. The features of the magnetoelastic interaction owing to martensite phase transitions in which one of the elastic moduli becomes anomalously small are discussed. These calculations show that a reduction in the elastic moduli of the crystal causes a substantial increase in the magnetoelastic interaction. It is also shown that the existence of a magnetoelastic interaction leads to a decrease in the experimentally determined elastic moduli.